[实用新型]一种平行运动高低压动力设备

说明书

技术领域

本实用新型属于负压动力设备领域，尤其是利用太阳能、地热、可燃物燃烧产生的高温气体、内燃机尾气、工厂排出的高温气体等热能使机器内的介质气体和机器外部的散热构成温度差，使密闭气缸产生负压把热能转换成动能的动力机器。

背景技术

传统的动力设备有蒸汽机、内燃机、外燃机。

蒸汽机：离不开锅炉，整个装置既笨重又庞大；新蒸汽的压力和温度不能过高，排气压力不能过低，热效率难以提高；它是一种往复式机器，惯性限制了转速的提高；工作过程是不连续的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。

内燃机：结构复杂，对燃料要求较高，对燃料的洁净度要求严格，对环境污染。

外燃机，如斯特林发动机是其中一种，斯特林发动机与内燃机比较具备以下优点：

适用于各种能源，无论是液态的、气态的或固态的燃料，当采用载热系统(如热管)间接加热时，几乎可以使用任何高温热源(太阳能放射性同位素和核反应等)，而发动机本身(除加热器外)不需要作任何更改。同时斯特林发动机无需压缩机增压，使用一般风机即可满足要求，并允许燃料具有较高的杂质含量；斯特林发动机单机容量小，机组容量从20－50kw，可以因地制宜的增减系统容量；结构简单，零件数比内燃机少40%，降价空间大；维护成本低。

斯特林发动机在运行时，由于燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，独立于燃气的工质通过加热器吸热，并按斯特林循环对外做功，因此避免了类似内燃机的爆震做功和间歇燃烧过程，从而实现了高效、低噪和低排放运行。高效：总能效率达到80%以上；低噪：1米处裸机噪音底于68dBA；低排放：尾气排放达到欧5标准。

由于工质不燃烧，外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃，设备即可做功运行，环境温度越低，发电效率越高。外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响，非常适合于高海拔地区使用。

同时斯特林发动机尚存在的主要问题和缺点是：制造成本较高，工质密封技术较难，密封件的可靠性和寿命还存在问题，材料成本高，功率调节控制系统较复杂，机器较为笨重；膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高，热量损失是内燃发动机的2-3倍等。

有机朗肯循环系统包括泵、蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器等。集热器吸收太阳辐照，集热器内换热介质温度升高，换热介质通过蒸发器把热量传给有机工质。有机工质在蒸发器中定压加热，高压的气态有机工质进入膨胀机膨胀做功，带动发电机发电；膨胀机尾部排出的有机工质进入冷凝器中定压冷凝，冷凝器出口的有机工质经过泵加压后进入蒸发器完成一次发电循环。

有机朗肯循环系统存在转换效率不高，体积大，需要借助结构复杂的膨胀机做功。

发明内容

本实用新型克服了斯特林发动机存在的膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高，热量损失是内燃发动机的2-3倍等问题；克服了有机朗肯循环系统需要膨胀机或汽轮机，制造成本高的技术难题。本实用新型提出的平行运动高低压动力设备是结合斯特林发动机和有机朗肯循环系统优点的高低压动力设备。加热器把热能吸收后对高压缸进行加热使工质高温气化彭胀推动活塞做功，对低压缸进行散热冷却产生负压拉动活塞做功。

本实用新型提供了一种热能转换效率高、工质能循环使用、最大功率范围内能调整工质数量来调整输出功率、能通过调整温度进行调整输出功率、机器输出功率平稳的高低压动力设备。

本实用新型采用的技术方案是：一种平行运动高低压动力设备，包括连接管、雾化器、排气阀、低压缸、活塞、活塞环、推拉杆、散热器、排气控制阀、机架、储液罐、高压缸、压力阀、加热器、气化反应器、进气单向阀、保温管和集热器；其特征是：推拉杆两端分别设有活塞，两个活塞分别设在高压缸和低压缸内，活塞上设有活塞环；高压缸下止点设有排气阀，上止点设有气化反应器，气化反应器进气端设有雾化器；集热器通过保温管连接气化反应器；低压缸的上止点分别设有进气单向阀和排气控制阀，排气控制阀通过连接管连接储液罐，储液罐连接压力阀，压力阀连接高压缸上的雾化器；低压缸上的进气单向阀连接排气阀；机架设置在低压缸和高压缸外层；高压缸外层设有加热器，低压缸外层设有散热器。

进一步，所述散热器制成散热片形式。

进一步，在所述散热器上设置循环管道和在管道内注入循环冷却介质。